JP2018538066A - Locate robot arm - Google Patents

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Abstract

【課題】その位置を判定することが可能なロボットアームを提供する。【解決手段】ロボットアーム１０を支持するようにソケット２２に取り付けられる取付部１８を備え、取付部１８が、ロボットアーム１０の位置を判定するように位置識別子２６を読み取るリーダ２０を有する。リーダ２０は、リーダ２０から受信した信号を処理するプロセッサと通信するものであり、リーダ２０は、リーダ２０による位置識別子２６の読取りに応じて、プロセッサに信号を送信するものである。【選択図】図２ａA robot arm capable of determining its position is provided. An attachment portion 18 attached to a socket 22 to support a robot arm 10 is provided, and the attachment portion 18 has a reader 20 that reads a position identifier 26 so as to determine the position of the robot arm 10. The reader 20 communicates with a processor that processes a signal received from the reader 20, and the reader 20 transmits a signal to the processor in response to reading of the position identifier 26 by the reader 20. [Selection] Figure 2a

Description

本発明は、ロボットアーム、およびロボットアームの位置を特定する方法に関する。   The present invention relates to a robot arm and a method for specifying the position of a robot arm.

ロボットアームが組み込まれたロボットシステムは、動作の再現性および／または精密性が求められる多くの状況で用いることができる。そうしたロボットシステムの一例は、外科手術用ロボットシステムである。   A robot system incorporating a robot arm can be used in many situations where reproducibility and / or precision of motion is required. An example of such a robot system is a surgical robot system.

特に外科手術用ロボットシステムにおいては、ロボットアームの位置が判明されていることが極めて望ましい。これによりアームの動作を正確に制御することができるので、ロボットアーム近傍の物体および／または人の損傷が防止される。これは、システムによっては、幾つかのロボットアームをベースユニットに連結することによって実現可能である。このシステムでは、ベースユニットを基準座標として用いて、複数のアーム同士の相対位置を判定することが可能である。通常、ベースユニットは共通のベースユニットであり、このベースユニットに幾つかのロボットアームが連結される。   Particularly in a surgical robot system, it is highly desirable that the position of the robot arm is known. As a result, the movement of the arm can be accurately controlled, so that damage to objects and / or people near the robot arm is prevented. This can be achieved in some systems by connecting several robot arms to the base unit. In this system, it is possible to determine the relative positions of a plurality of arms using the base unit as reference coordinates. Usually, the base unit is a common base unit, and several robot arms are connected to the base unit.

他のシステムにおいては、使用前に各ロボットアームの位置（場所）を判定する必要がある。これは、アームの先端が周囲環境における既知の点（手術台の上など）に接触するようにアームを操縦することで行うことができる。また、位置情報をロボットシステムに手動で入力することも可能である。   In other systems, it is necessary to determine the position (location) of each robot arm before use. This can be done by maneuvering the arm so that the tip of the arm contacts a known point in the surrounding environment (such as on the operating table). It is also possible to manually input position information to the robot system.

分離可能なロボットアームの場合、使用前にロボットアームごとに別々の較正工程を行うことが必要であることから、システムに遅延が生じる。アームが新しい場所に配置されると、アームを使用する前に較正工程を再度行わなければならないので、こういった遅延は、アームを１つの場所から別の場所に移動させる場合に大きくなってしまう可能性がある。   In the case of separable robot arms, there is a delay in the system because it is necessary to perform a separate calibration process for each robot arm before use. These delays become significant when moving the arm from one location to another because the calibration process must be performed again before the arm is used when the arm is in a new location. there is a possibility.

操作環境が狭い場合、較正工程においてアームを操作することが困難または不可能なこともある。このような場合、アームは使用不能であるか、位置を正確に判定できないまま使用しなければならない。   If the operating environment is small, it may be difficult or impossible to operate the arm during the calibration process. In such a case, the arm must be unusable or used without being able to accurately determine its position.

改良されたロボットアーム、およびロボットアームの位置を特定する改良された方法が必要である。   There is a need for an improved robot arm and an improved method for locating the robot arm.

本発明の１つの態様によれば、ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる取付部を備えるロボットアームであって、前記取付部が、当該ロボットアームの位置を判定するように位置識別子を読み取るリーダを有するロボットアームが提供される。   According to one aspect of the present invention, a robot arm comprising an attachment portion attached to a socket so as to support the robot arm, wherein the attachment portion reads a position identifier so as to determine the position of the robot arm. A robot arm having a reader is provided.

リーダを設けることにより、前記ソケットに取り付けられたときの前記ロボットアームの前記位置を判定することができる。このロボットアームは、外科手術用ロボットシステムに使用されるためのものであってもよい。好適には、前記ロボットアームは、外科手術用ロボットアームである。   By providing a leader, the position of the robot arm when attached to the socket can be determined. The robot arm may be for use in a surgical robot system. Preferably, the robot arm is a surgical robot arm.

好適には、前記リーダは、前記リーダから受信した信号を処理するためのプロセッサと通信するものである。好適には、前記リーダは、少なくとも部分的に無線通信を用いて前記プロセッサと通信するものである。これにより、必要な配線を最小限に留め、かつ／または前記ロボットアームにおける前記リーダの位置決め自由度を高めることができる。好適には、前記リーダは、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記プロセッサに信号を送信するものである。好適には、前記プロセッサは、前記リーダから信号を受信し、かつ前記リーダから受信した前記信号に応じて前記ロボットアームの前記位置を判定するものである。   Preferably, the reader communicates with a processor for processing signals received from the reader. Preferably, the reader communicates with the processor at least in part using wireless communication. As a result, the necessary wiring can be minimized and / or the degree of freedom of positioning of the reader in the robot arm can be increased. Preferably, the reader transmits a signal to the processor in response to reading of the position identifier by the reader. Preferably, the processor receives a signal from the reader and determines the position of the robot arm according to the signal received from the reader.

前記ロボットアームは前記プロセッサを備えていてもよい。好適には、前記プロセッサは、前記位置の前記判定の結果を、前記ロボットアームを制御する中央制御装置に送信するものである。   The robot arm may include the processor. Preferably, the processor transmits the result of the determination of the position to a central control device that controls the robot arm.

前記プロセッサは、情報（例えば、前記リーダから受信した前記信号）を前記中央制御装置に送信するものであってもよい。前記中央制御装置は、前記プロセッサから受信した前記情報に応じて（例えば、前記リーダから受信した前記信号に応じて）、前記ロボットアームの前記位置を判定するものであってもよい。   The processor may transmit information (for example, the signal received from the reader) to the central controller. The central control unit may determine the position of the robot arm according to the information received from the processor (for example, according to the signal received from the reader).

好適には、前記プロセッサが前記ロボットアームの遠隔に位置する。好適には、前記ロボットアームを制御するように構成された中央制御装置が、前記プロセッサを備える。   Preferably, the processor is located remotely from the robot arm. Preferably, a central controller configured to control the robot arm comprises the processor.

好適には、前記リーダは、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられている。   Preferably, the reader is provided in a portion of the attachment portion, which is disposed in the socket when the attachment portion is attached to the socket.

前記リーダは、前記リーダが前記ロボットアームに隣接するまたはその近くにある位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部の外部位置（例えば、外表面）に設けられていてもよい。前記取付部は窓を備えていてもよく、前記リーダは、この窓を介することで位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部の内側に設けられてもよい。このように配置することで、前記リーダに、衝撃および／または環境条件に対する幾らかの物理的な保護を与えることが可能である。   The reader may be provided at an external position (for example, an outer surface) of the attachment portion so that the reader can read a position identifier adjacent to or near the robot arm. The attachment portion may include a window, and the reader may be provided inside the attachment portion so that the position identifier can be read through the window. This arrangement can provide the reader with some physical protection against shock and / or environmental conditions.

好適には、前記リーダが、光学的および磁気的な方法の一方または両方で前記位置識別子を読み取るものである。好適には、前記窓が光学透過性および磁気透過性の一方または両方を有し、前記窓を介することで前記リーダによって前記位置識別子を光学的および／または磁気的に読み取ることができる。好適には、前記窓が固体物質である。前記リーダはコードリーダ（例えば、ＱＲコードリーダ）であってもよい。前記位置識別子はＱＲコード（登録商標）などの光学コードであってもよい。ＱＲコードのような向きが特定しているコードを読み取ることができるリーダを設けることにより、前記リーダは、位置情報だけでなく付加的な情報（例えば、向き情報）も判定できる。   Preferably, the reader reads the position identifier in one or both of optical and magnetic methods. Preferably, the window has one or both of optical transparency and magnetic transparency, and the position identifier can be optically and / or magnetically read by the reader through the window. Preferably, the window is a solid material. The reader may be a code reader (for example, a QR code reader). The position identifier may be an optical code such as a QR code (registered trademark). By providing a reader that can read a code whose direction is specified, such as a QR code, the reader can determine not only position information but also additional information (for example, direction information).

前記窓は、前記取付部に孔を備えていてもよい。前記取付部の全体が前記窓を備えていてもよい。好適には、前記リーダによって前記位置識別子を読み取ることができるように、前記取付部が透過性を有する。換言すれば、前記取付部の全体が透過性を有していてもよい。前記取付部の全体または前記取付部の一部が前記窓として機能してもよい。   The window may include a hole in the attachment portion. The entire mounting portion may include the window. Preferably, the attachment portion has transparency so that the position identifier can be read by the reader. In other words, the entire mounting portion may have transparency. The whole attachment part or a part of the attachment part may function as the window.

前記リーダが、電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）前記位置識別子を読み取るように構成されていてもよい。好適には、前記窓が電磁透過性を有し、前記窓を介して前記リーダによって前記位置識別子を電磁的に読み取ることができる。前記窓は、前記リーダが前記窓を介して前記位置識別子を読み取ることができれば、透過性を有するものとする。   The reader may be configured to read the location identifier electromagnetically (eg, by at least one of a method via radio waves, an inductive method and a capacitive method). Preferably, the window has electromagnetic permeability, and the position identifier can be electromagnetically read by the reader through the window. The window is transparent if the reader can read the position identifier through the window.

好適には、前記リーダが、マトリックス式バーコードつまり２次元バーコードを読み取るものである。好適には、前記位置識別子がマトリックス式バーコードつまり２次元バーコードである。前記リーダは、磁気的なコードまたはパターンを読み取るものであってもよい。好適には、前記位置識別子が磁気的なコードまたはパターンである。前記リーダは、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上を読み取るものであってもよい。前記位置識別子は、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上であってもよい。   Preferably, the reader reads a matrix type barcode, that is, a two-dimensional barcode. Preferably, the position identifier is a matrix type barcode, that is, a two-dimensional barcode. The reader may read a magnetic code or pattern. Preferably, the position identifier is a magnetic code or pattern. The reader may read one or more of an RFID identifier, an inductive identifier, and a capacitive identifier. The location identifier may be one or more of an RFID identifier, an inductive identifier, and a capacitive identifier.

前記ロボットアームは、前記位置識別子を照明する光源を備えていてもよい。前記光源を設けることにより、弱光条件下であっても、前記リーダは前記位置識別子を読み取ることができる。好適には、前記取付部が前記光源を備えている。前記ロボットアームは、光レベルを検知する光センサを備えていてもよい。前記光源は、前記光センサによって検知された光レベルに応じてオンになるように配置されてもよい。前記ロボットアームは、前記リーダ、前記光源および前記光センサのうちの少なくとも１つに電力を供給するローカル電源を備えていてもよい。前記ロボットアームは、前記リーダ、前記光源および前記光センサのうちの少なくとも１つに電力を供給する外部電源に前記ロボットアームを連結できる電源連結部を備えていてもよい。   The robot arm may include a light source that illuminates the position identifier. By providing the light source, the reader can read the position identifier even under low light conditions. Preferably, the mounting portion includes the light source. The robot arm may include an optical sensor that detects a light level. The light source may be arranged to be turned on according to a light level detected by the light sensor. The robot arm may include a local power source that supplies power to at least one of the reader, the light source, and the optical sensor. The robot arm may include a power supply connection unit that can connect the robot arm to an external power supply that supplies power to at least one of the reader, the light source, and the optical sensor.

本発明の他の態様によれば、上記で定義された前記ロボットアームと、当該ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットとを備えるロボットシステムが提供される。前記ロボットシステムは外科手術用ロボットシステムであってもよい。   According to another aspect of the present invention, there is provided a robot system comprising the robot arm defined above and a socket that accommodates at least a part of the attachment portion of the robot arm. The robot system may be a surgical robot system.

本発明の他の態様によれば、前記ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットが提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a socket that accommodates at least a part of the attachment portion of the robot arm.

前記ソケットは前記位置識別子を備えていてもよい。好適には、前記位置識別子が、前記ソケットの内部位置に（例えば、内表面に）設けられる。このように配置することで、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに、前記リーダが前記位置識別子を容易に読み取ることができる。また、このように配置することで、前記ソケットに取り付けられていないロボットアームのリーダが前記位置識別子を誤って読み取ってしまうことを抑制することができる。   The socket may comprise the location identifier. Preferably, the position identifier is provided at an internal position of the socket (eg on the inner surface). By arranging in this way, the reader can easily read the position identifier when the attachment portion is attached to the socket. Moreover, by arranging in this way, it is possible to prevent a reader of a robot arm not attached to the socket from reading the position identifier by mistake.

前記ソケットは、前記ロボットアームの前記取付部を複数の向きで収容するものであってもよい。好適には、前記複数の向きが、前記取付部の前記ソケットへの挿入の軸心を中心として回転配置されている。前記ソケットは、前記複数の向きの各向きにそれぞれ対応する複数の位置識別子を備えていてもよい。   The socket may accommodate the attachment portion of the robot arm in a plurality of directions. Preferably, the plurality of directions are rotationally arranged around an axis of insertion of the attachment portion into the socket. The socket may include a plurality of position identifiers corresponding to each of the plurality of directions.

前記ソケットは、好ましくは、前記複数の位置識別子のそれぞれが、前記取付部が前記ソケットに前記複数の向きそれぞれで取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている。   The socket is preferably configured such that each of the plurality of position identifiers is aligned with the reader when the attachment portion is attached to the socket in each of the plurality of orientations.

好適には、前記ソケットは第１位置と第２位置との間で可動であり、単一のソケットが、前記ロボットアームを前記第１位置および第２位置に取り付けるのに用いられることが可能である。前記ソケットは、前記ロボットアームが前記ソケットに取り付けられた状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で可動であってもよい。好適には、前記ソケットが第１ソケット窓を備え、前記第１ソケット窓を介することで、前記第１位置における第１の位置識別子および前記第２位置おける第２の位置識別子のうちの一方が前記リーダによって読み取られることが可能である。好適には、前記第１ソケット窓は、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている。   Preferably, the socket is movable between a first position and a second position, and a single socket can be used to attach the robot arm to the first position and the second position. is there. The socket may be movable between the first position and the second position with the robot arm attached to the socket. Preferably, the socket includes a first socket window, and through the first socket window, one of the first position identifier in the first position and the second position identifier in the second position is It can be read by the reader. Preferably, the first socket window is configured to align with the reader when the attachment portion is attached to the socket.

好適には、前記ソケットが複数のソケット窓を備え、これら複数のソケット窓を介することで、前記複数の位置識別子が前記リーダによって読み取られる。好適には、前記複数のソケット窓が前記複数の位置識別子に対応する。換言すれば、前記複数のソケット窓が前記複数の向きに対応してもよい。   Preferably, the socket includes a plurality of socket windows, and the plurality of position identifiers are read by the reader through the plurality of socket windows. Preferably, the plurality of socket windows correspond to the plurality of position identifiers. In other words, the plurality of socket windows may correspond to the plurality of directions.

好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが光学透過性および磁気透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的および／または磁気的に読み取られることができる。好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが固体物質からなる。   Preferably, at least one of the first socket window and / or the plurality of socket windows has at least one of optical transparency and magnetic transparency, so that the position identifier is optically and / or by the reader. Can be read magnetically. Preferably, at least one of the first socket window and / or the plurality of socket windows is made of a solid material.

好適には、前記第１ソケット窓および／または前記複数のソケット窓のうちの少なくとも１つが電磁透過性を有し、前記リーダによって前記位置識別子を電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）読み取ることができる。   Preferably, at least one of the first socket window and / or the plurality of socket windows is electromagnetically transmissive, and the position identifier is electromagnetically (e.g., via radio waves, guided by the reader). At least one of a general method and a capacitive method).

前記ソケットは取付装置上または取付装置に沿って可動であってもよく、前記取付装置は複数のインデックス付き取付位置を有する。前記インデックス付き取付位置は前記第１位置および前記第２位置を含んでいてもよい。換言すれば、前記取付装置は、前記取付装置上の、または前記取付装置に沿った、不連続な（別個の）取付位置に配置されるための前記ソケットを設けてもよい。好適には、複数のインデックス付き取付位置には、それぞれ、位置識別子が設けられる。位置識別子は、それぞれ、各インデックス付き取付位置に隣接する前記取付装置の外部位置（例えば、外表面）に設けられていてもよい。   The socket may be movable on or along the attachment device, the attachment device having a plurality of indexed attachment positions. The indexed attachment position may include the first position and the second position. In other words, the attachment device may be provided with the socket for being arranged at discontinuous (separate) attachment positions on or along the attachment device. Preferably, each of the plurality of indexed attachment positions is provided with a position identifier. Each of the position identifiers may be provided at an external position (for example, an outer surface) of the mounting device adjacent to each indexed mounting position.

好適には、前記取付装置は狭間付きレールである。前記ソケットは、前記狭間付きレールに沿った複数の箇所であって、前記レールの複数の凸部および／または複数の凹部のうちの少なくとも一部に隣接する箇所に配置自在に構成されていてもよい。前記狭間付きレールは、前記レールの前記複数の凸部および／または複数の凹部のうちの少なくとも一部に隣接する箇所に位置識別子を備えていてもよい。すなわち、前記狭間付きレールは、前記ソケットが配置可能である前記狭間付きレールに沿った前記箇所に隣接するまたはその近くの箇所に、位置識別子を備えていてもよい。   Preferably, the attachment device is a narrow rail. The socket may be configured to be freely disposed at a plurality of locations along the narrowed rail and adjacent to at least some of the plurality of convex portions and / or the plurality of concave portions of the rail. Good. The narrowed rail may include a position identifier at a location adjacent to at least a part of the plurality of convex portions and / or the plurality of concave portions of the rail. In other words, the narrow rail may include a position identifier at a location adjacent to or near the location along the narrow rail where the socket can be arranged.

好適には、前記ソケットが、前記ロボットアームの前記電源連結部に連結するソケット電源連結部を備える。好適には、前記ソケットが、前記ロボットアームに連結して前記ロボットアームから送信される信号を、前記ロボットアームを制御する中央制御装置に伝達する信号連結部を備える。   Preferably, the socket includes a socket power supply connecting portion connected to the power supply connecting portion of the robot arm. Preferably, the socket includes a signal coupling unit that couples to the robot arm and transmits a signal transmitted from the robot arm to a central control device that controls the robot arm.

前記ロボットシステムは前記プロセッサを備えていてもよい。前記ロボットシステムは前記中央制御装置を備えていてもよい。   The robot system may include the processor. The robot system may include the central control device.

本発明の他の態様によれば、ロボットアームの位置を判定する方法であって、前記ロボットアームが取付部を備え、前記取付部がリーダを備え、前記方法が、前記取付部の少なくとも一部を前記ソケットに取り付ける工程と、前記リーダで位置識別子を読み取る工程と、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記ロボットアームの前記位置を判定する工程と、を備える方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for determining a position of a robot arm, wherein the robot arm includes an attachment portion, the attachment portion includes a reader, and the method includes at least a part of the attachment portion. Attaching the socket to the socket; reading a position identifier with the reader; and determining the position of the robot arm in response to reading the position identifier by the reader.

本方法は、前記リーダからプロセッサに信号を送信する工程と、前記プロセッサで前記ロボットアームの位置を判定する工程とを含んでいてもよい。前記プロセッサは遠隔プロセッサであってもよい。   The method may include transmitting a signal from the reader to a processor and determining the position of the robot arm by the processor. The processor may be a remote processor.

前記ロボットアームは光源を備えていてもよく、前記方法は、前記位置識別子を照明するように前記光源をオンにする工程と、前記光源がオンになると、前記位置識別子を前記リーダで読み取る工程とを含んでいてもよい。   The robot arm may comprise a light source, the method comprising: turning on the light source to illuminate the position identifier; and reading the position identifier with the reader when the light source is turned on. May be included.

前記ロボットアームは光センサを備えていてもよく、前記方法は、前記光センサで光レベルを検知する工程と、前記光レベルが前記位置識別子を照明して前記リーダで読み取るために十分であるかどうかを判定する工程と、十分でない場合、前記光源をオンにする工程とを含んでいてもよい。   The robot arm may comprise a light sensor, and the method is sufficient for the light level to be detected by the light sensor and for the light level to illuminate the position identifier and read by the reader. Determining whether or not, and if not sufficient, turning on the light source.

上記のいずれかの態様に含まれる一つ以上の構成を、上記のいずれかの他の態様に含まれる一つ以上の構成と組み合わせてもよい。全ての装置の構成は、可能なであれば方法の構成として記載してもよく、その逆もまた然りである。こうした内容について、簡潔性のため、本明細書において全ては記載していない。   One or more configurations included in any of the above aspects may be combined with one or more configurations included in any of the other aspects described above. All device configurations may be described as method configurations where possible, and vice versa. For the sake of brevity, not all of these contents are described in this specification.

本発明について、添付の図面を参照しながら、あくまでも例示的に説明を行う。   The present invention will be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.

ロボットアームの模式図である。It is a schematic diagram of a robot arm. ロボットアームの取付部およびソケットの模式図である。It is a schematic diagram of the attachment part and socket of a robot arm. 図２ａのソケットに取り付けられた、図２ａの取付部の模式図である。2b is a schematic view of the attachment portion of FIG. 2a attached to the socket of FIG. 2a. ソケットの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a socket. 狭間付きレールの図である。It is a figure of a rail with a gap. ロボットアームの位置を判定するプロセスを示している。3 shows a process for determining the position of a robot arm. ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。Fig. 5 shows another process for determining the position of a robot arm. ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。Fig. 5 shows another process for determining the position of a robot arm. ロボットアームの位置を判定する他のプロセスを示している。Fig. 5 shows another process for determining the position of a robot arm.

外科手術用ロボットシステムにより、外科医による１つ以上のロボットアームを用いた手術用具等の精密な制御が可能である。通常、外科医は、患者の外科用開口で直接作業するよりも、遠隔ワークステーションで作業する。ロボットアームを使用することにより、従来の手術で用いられた開口よりも小さい外科用開口を介して挿入することができる様々な手術器具を使用することができる。手術に必要な外科用開口が小さくなることにより、手術後の患者の回復時間を向上させることが可能である。   With a surgical robot system, a surgeon can precisely control a surgical tool or the like using one or more robot arms. Typically, the surgeon works at a remote workstation rather than working directly at the patient's surgical opening. By using a robotic arm, a variety of surgical instruments can be used that can be inserted through a surgical opening that is smaller than the opening used in conventional surgery. By reducing the surgical opening necessary for the operation, it is possible to improve the recovery time of the patient after the operation.

外科手術用ロボットシステムに使用されるロボットアーム１０は、図１に模式的に示されている。ロボットアーム１０は、複数の関節１４によって互いに接続された複数のアームセグメント１２を備える。手術器具（図示せず）を担持するためのツール部１６がロボットアーム１０の遠位端近くに設けられ、取付部１８がロボットアーム１０の近位端近く設けられている。実施例によっては、関節１４は、回転関節および直動関節の一方または他方である。実施例によっては、関節は、回転関節、直動関節および／または他の形式の関節を組み合わせたものである。これら関節１４により、ツール部を取付部１８に対して動かすことができ、ロボットアーム１０を制御して、ツール部１６によって担持される器具を所望の位置および向きに位置付けることができる。   A robot arm 10 used in a surgical robot system is schematically shown in FIG. The robot arm 10 includes a plurality of arm segments 12 connected to each other by a plurality of joints 14. A tool portion 16 for carrying a surgical instrument (not shown) is provided near the distal end of the robot arm 10, and an attachment portion 18 is provided near the proximal end of the robot arm 10. In some embodiments, joint 14 is one or the other of a rotary joint and a linear joint. In some embodiments, the joint is a combination of a rotary joint, a linear joint, and / or other types of joints. These joints 14 can move the tool portion relative to the mounting portion 18 and can control the robot arm 10 to position the instrument carried by the tool portion 16 in a desired position and orientation.

実施例によっては、ロボットアーム１０のツール部１６によって担持される手術器具を外科手術中に取り替える可能性がある。実施例によっては、代わりに、手術器具をロボットアーム１０上の位置にそのまま残し、ロボットアーム１０を取り替えることが望ましい。したがって、ロボットアーム１０を、外科手術用ロボットシステムから容易に着脱できるものとすることが望ましい。   In some embodiments, the surgical instrument carried by the tool portion 16 of the robot arm 10 may be replaced during surgery. In some embodiments, it may be desirable to replace the robot arm 10 by leaving the surgical instrument in place on the robot arm 10 instead. Therefore, it is desirable that the robot arm 10 be easily detachable from the surgical robot system.

実施例によっては、ロボットアーム１０のツール部１６によって担持される手術器具を取り替えるかどうかに関わらず、ロボットアーム１０の位置を変更することが望ましい。これは、例えば、ロボットアーム１０が同一手順で異なる手術部位に、または同一の手術部位に異なる配置（設定）で使用される場合に当てはまる。こういった実施例においても、ロボットアーム１０を、外科手術用ロボットシステムから容易に着脱できるものとすることが望ましい。   In some embodiments, it may be desirable to change the position of the robot arm 10 regardless of whether the surgical instrument carried by the tool portion 16 of the robot arm 10 is replaced. This is the case, for example, when the robot arm 10 is used in the same procedure at different surgical sites or in different arrangements (settings) at the same surgical site. In these embodiments as well, it is desirable that the robot arm 10 be easily removable from the surgical robot system.

実施例によっては、外科手術用ロボットシステムは、（例えば外科医のワークステーションから）入力を受信し、ロボットアーム１０に制御信号を出力してロボットアーム１０に所望の動作を行わせる中央制御装置を備える。中央制御装置がロボットアーム１０の動作を正確に制御するために、ロボットアーム１０の位置が判明されているのが望ましい。したがって、外科手術でロボットアーム１０を使用する前に、その位置がシステムに入力される。   In some embodiments, the surgical robotic system includes a central controller that receives input (eg, from a surgeon's workstation) and outputs control signals to the robot arm 10 to cause the robot arm 10 to perform a desired action. . In order for the central controller to accurately control the operation of the robot arm 10, it is desirable that the position of the robot arm 10 be known. Thus, before using the robot arm 10 in a surgical procedure, its position is entered into the system.

上記の幾つかの例と同様に、ロボットアームが外科手術の開始時またはその最中に取り替えられる場合、各ロボットアームの位置が、最小限の遅延および／または最大限の精度でシステムに入力されることが望ましい。この手法により、外科手術において当該システムを効率的に使用することができる。ロボットアームを移動する際に長い遅延が生じると、外科手術が長引くこととなり、望ましくない。   As with some examples above, if the robot arms are replaced at or during the start of a surgical procedure, the position of each robot arm is entered into the system with minimal delay and / or maximum accuracy. It is desirable. This approach allows the system to be used efficiently in surgery. Long delays in moving the robotic arm are undesired, as surgery can be lengthy.

ロボットアーム１０はソケット２２に取付自在である。これは図２に模式的に示されている。ロボットアーム１０は、取付部１８によってソケット２２に取付自在である。図２ａは、取付部１８（分かりやすくするために、この図においてロボットアーム１０の他の部分の図示は省略されている）およびソケット２２を互いに分離した状態で示しており、図２ｂは、ソケット２２内に配置された取付部１８を示している。実施例によっては、ソケット２２は外科手術用ロボットシステムの一部を構成する。ソケット２２は、ロボットアーム１０の取付部１８の少なくとも一部を収納して、ロボットアーム１０を定位置に保持するように構成されている。実施例によっては、取付部１８は、ソケット２２と協働するように構成されている。実施例によっては、取付部１８は、実質的にソケット２２内に据え付けられるように構成されている。これにより、ソケット２２はロボットアーム１０をより強固に保持できる。   The robot arm 10 can be attached to the socket 22. This is schematically shown in FIG. The robot arm 10 can be attached to the socket 22 by the attachment portion 18. FIG. 2a shows the mounting portion 18 (other parts of the robot arm 10 are not shown in the figure for the sake of clarity) and the socket 22 separated from each other, and FIG. An attachment portion 18 disposed within 22 is shown. In some embodiments, socket 22 forms part of a surgical robotic system. The socket 22 is configured to house at least a part of the attachment portion 18 of the robot arm 10 and hold the robot arm 10 in a fixed position. In some embodiments, the attachment 18 is configured to cooperate with the socket 22. In some embodiments, the attachment 18 is configured to be substantially installed within the socket 22. Thereby, the socket 22 can hold the robot arm 10 more firmly.

一実施例において、取付部１８は円筒（円柱）状であり、ソケット２２内の定位置に係止されるように構成されている。一実施例において、取付部１８は、ソケット２２内の凹部または溝に嵌入する突起（突出耳部）を備える。この突起は、取付部１８を取付方向にソケット２２に挿入する際、第１溝部に係合可能である。取付部１８は（取付方向に沿った）挿入軸心を中心として回転可能である。そのため、突起は、第１溝部と連通しかつ角度を成すように構成された第２溝部に導かれることができる。第２溝部は、取付部１８がソケット２２内に保持されるように突起を保持するように構成されている。一構成において、取付部１８は、挿入軸心回りに再度回転させて突起を第１溝部に移動させなければ、ソケット２２から取り外すことができない。   In one embodiment, the attachment portion 18 has a cylindrical (columnar) shape and is configured to be locked at a fixed position in the socket 22. In one embodiment, the mounting portion 18 includes a protrusion (protruding ear) that fits into a recess or groove in the socket 22. This protrusion can be engaged with the first groove when the mounting portion 18 is inserted into the socket 22 in the mounting direction. The mounting portion 18 is rotatable about the insertion axis (along the mounting direction). Therefore, the projection can be guided to the second groove portion configured to communicate with and form an angle with the first groove portion. The second groove portion is configured to hold the protrusion so that the attachment portion 18 is held in the socket 22. In one configuration, the attachment portion 18 cannot be removed from the socket 22 unless it is rotated again around the insertion axis to move the protrusion to the first groove portion.

２つ以上の突起、および２つ以上の凹部または溝を使用してもよい。複数の突起および凹部が用いられる場合、突起が取付部の外周に沿って離間しており、それと対応して、凹部がソケットの内周に沿って離間していることが好ましい。複数の突起と複数の凹部がそれぞれ等しく離間することで、ソケット内に保持される取付部の安定性を補助することができる。同様に、１つ以上の突起をソケットに設け、対応する１つ以上の凹部または溝を取付部に設けてもよい。取付部をソケット内で定位置に係止するための他の機構も当業者にとっては自明である。   Two or more protrusions and two or more recesses or grooves may be used. When a plurality of protrusions and recesses are used, it is preferable that the protrusions are spaced along the outer periphery of the mounting portion, and the corresponding recesses are spaced along the inner periphery of the socket. Since the plurality of protrusions and the plurality of recesses are equally spaced from each other, the stability of the mounting portion held in the socket can be assisted. Similarly, one or more protrusions may be provided on the socket, and one or more corresponding recesses or grooves may be provided on the attachment. Other mechanisms for locking the mounting portion in place within the socket will be apparent to those skilled in the art.

ロボットアーム１０が配置された位置を容易かつ／または正確に判定する一手法は、複数の位置識別子を使用する。１つの位置識別子を特定の位置に設けて、その位置を識別することが可能である。位置識別子は位置を一意に識別してもよい。位置識別子はリーダによって読み取り可能である。リーダによって位置識別子を読み取るということは、リーダが特定位置にあることを示している。   One approach to easily and / or accurately determine the position where the robot arm 10 is located uses multiple position identifiers. One position identifier can be provided at a specific position to identify the position. The position identifier may uniquely identify the position. The position identifier can be read by a reader. Reading the position identifier by the reader indicates that the reader is at a specific position.

一実施例において、リーダは、位置識別子を読み取ると信号を生成するように構成されている。この信号はプロセッサに送信される。プロセッサは信号に応じて位置を判定するように構成されている。一実施例において、プロセッサは信号を使用してルックアップテーブルを参照するように構成されており、このルックアップテーブルから位置を判定することができる。他の実施例において、位置識別子は位置を直接識別してもよく、そのため、プロセッサは信号に基づいて位置を判定することができる。例えば、信号は、その信号を生じさせた位置識別子が配置された位置についての詳細を提供してもよい。   In one embodiment, the reader is configured to generate a signal upon reading the location identifier. This signal is sent to the processor. The processor is configured to determine a position in response to the signal. In one embodiment, the processor is configured to reference a lookup table using the signal, from which the position can be determined. In other embodiments, the location identifier may directly identify the location so that the processor can determine the location based on the signal. For example, the signal may provide details about the location where the location identifier that caused the signal is located.

取付部１８は、位置識別子を読み取るリーダ２０を備える。実施例によっては、ソケット２２は位置識別子２６を備える（図３を参照）。実施例によっては、この位置識別子はソケットの内部位置（例えば、内表面２７）に設けられている。取付部１８およびソケット２２は、取付部１８をソケット２２に取り付けたとき、リーダ２０が位置識別子２６を読み取ることができるように構成されている。   The attachment unit 18 includes a reader 20 that reads a position identifier. In some embodiments, the socket 22 includes a location identifier 26 (see FIG. 3). In some embodiments, this location identifier is provided at an internal location (eg, inner surface 27) of the socket. The attachment portion 18 and the socket 22 are configured such that the reader 20 can read the position identifier 26 when the attachment portion 18 is attached to the socket 22.

実施例によっては、位置識別子２６は光学的に読み取られるように構成されている。実施例によっては、位置識別子２６は、付加的にまたは代替的に、磁気的に読み取られるように構成されている。リーダ２０は、光学的および磁気的な方法の少なくとも１つで位置識別子を読み取るように構成されている。例えば、位置識別子２６はＱＲコードなどの光学コードであってもよく、リーダ２０はＱＲコードリーダなどの光学コードリーダであってもよい。実施例によっては、リーダ２０はカメラである。   In some embodiments, the position identifier 26 is configured to be read optically. In some embodiments, the position identifier 26 is configured to be magnetically read additionally or alternatively. The reader 20 is configured to read the position identifier in at least one of optical and magnetic methods. For example, the position identifier 26 may be an optical code such as a QR code, and the reader 20 may be an optical code reader such as a QR code reader. In some embodiments, reader 20 is a camera.

実施例によっては、位置識別子２６は電磁的に（例えば、電波を介して、誘導的におよび／または容量的に）読み取られるように構成されている。これらの実施例において、リーダ２０は位置識別子を電磁的に（例えば、電波を介した方法、誘導的な方法および容量的な方法の少なくとも１つで）読み取るように構成されている。   In some embodiments, the location identifier 26 is configured to be read electromagnetically (eg, inductively and / or capacitively via radio waves). In these embodiments, the reader 20 is configured to read the position identifier electromagnetically (eg, by at least one of a method via radio waves, an inductive method, and a capacitive method).

実施例によっては、リーダ２０は取付部１８の外表面に設けられている。他の実施例において、リーダ２０は取付部１８の内部に設けられており、取付部１８は、リーダ２０が取付部１８の近傍にある位置識別子を読み取ることができるように構成されている。実施例によっては、取付部１８は窓（図示せず）を備え、この窓を介して、リーダは位置識別子を読み取ることができる。窓を設けることにより、リーダ２０を周囲から保護することができる。実施例によっては、この窓は固体（例えば、ガラスや、透明プラスチックのようなプラスチック）からなる。リーダ２０が窓を介して位置識別子を読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に透過性を有するように構成されている。換言すれば、位置識別子が光学的に読み取られる場合、リーダ２０が窓を介して位置識別子２６を光学的に読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に光学透過性を有する。位置識別子が磁気的に読み取られる場合、リーダ２０が窓を介して位置識別子２６を磁気的に読み取ることができるように、窓は少なくとも部分的に磁気透過性を有する。位置識別子２６が電磁的に読み取られるように構成されている場合、窓は少なくとも部分的に電磁透過性を有する。   In some embodiments, the reader 20 is provided on the outer surface of the mounting portion 18. In another embodiment, the reader 20 is provided inside the attachment portion 18, and the attachment portion 18 is configured so that the reader 20 can read a position identifier in the vicinity of the attachment portion 18. In some embodiments, the attachment 18 includes a window (not shown) through which the reader can read the position identifier. By providing the window, the reader 20 can be protected from the surroundings. In some embodiments, the window is made of a solid (eg, glass or plastic such as transparent plastic). The window is configured to be at least partially transparent so that the reader 20 can read the position identifier through the window. In other words, if the position identifier is optically read, the window is at least partially optically transmissive so that the reader 20 can optically read the position identifier 26 through the window. If the position identifier is magnetically read, the window is at least partially magnetically permeable so that the reader 20 can magnetically read the position identifier 26 through the window. If the position identifier 26 is configured to be read electromagnetically, the window is at least partially electromagnetically transmissive.

実施例によっては、例えばソケット２２が可動である場合、位置識別子２６はソケット２２自体に設けられておらず、その代わりに、ソケット２２の位置に隣接してまたはその近くに設けられている。実施例によっては、ソケット２２が可動である場合、複数の位置識別子が設けられ、それぞれソケット２２の位置のうちの１つに隣接するかまたはその近くにある。   In some embodiments, for example when the socket 22 is movable, the position identifier 26 is not provided on the socket 22 itself, but instead is provided adjacent to or near the position of the socket 22. In some embodiments, when the socket 22 is movable, a plurality of position identifiers are provided, each adjacent to or near one of the socket 22 positions.

実施例によっては、ソケット２２は、第１ソケット窓２４を備える（第１ソケット窓２４は、この構成が任意であることを示すために図２ａにおいて破線で示されている）。第１ソケット窓は、第１ソケット窓２４を介してリーダ２０が位置識別子２６を読み取ることができるように設けられている。換言すれば、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第１ソケット窓を介して位置識別子２６を読み取ることができる。ソケット２２に取り付けられた取付部１８を示す図２ｂを参照すると、リーダ２０は第１ソケット窓２４と位置が揃っており、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を読み取ることができる。   In some embodiments, the socket 22 includes a first socket window 24 (the first socket window 24 is shown in dashed lines in FIG. 2a to indicate that this configuration is optional). The first socket window is provided so that the reader 20 can read the position identifier 26 through the first socket window 24. In other words, when the robot arm 10 is attached to the socket 22, the reader 20 can read the position identifier 26 through the first socket window. Referring to FIG. 2 b showing the attachment portion 18 attached to the socket 22, the reader 20 is aligned with the first socket window 24, and the position identifier can be read through the first socket window 24.

実施例によっては、第１ソケット窓２４は、少なくとも部分的に光学透過性および／または磁気透過性を有する。これにより、リーダ２０は、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を光学的および／または磁気的に読み取ることができる。実施例によっては、第１ソケット窓２４は固体からなる。実施例によっては、第１ソケット窓はガラス、または透明プラスチックのようなプラスチックである。これにより、ソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０および／または取付部１８を周囲から保護することができる。また、塵および／またはごみなどの環境物質がソケット２２内部に入ってしまうことを抑制できる。実施例によっては、第１ソケット窓２４は少なくとも部分的に電磁透過性を有する。これにより、リーダ２０は、第１ソケット窓２４を介して位置識別子を電磁的に読み取ることができる。   In some embodiments, the first socket window 24 is at least partially optically transmissive and / or magnetically transmissive. As a result, the reader 20 can optically and / or magnetically read the position identifier via the first socket window 24. In some embodiments, the first socket window 24 is made of a solid. In some embodiments, the first socket window is glass or plastic such as transparent plastic. Thereby, when attached to the socket 22, the reader 20 and / or the attachment portion 18 can be protected from the surroundings. In addition, it is possible to prevent environmental substances such as dust and / or dust from entering the socket 22. In some embodiments, the first socket window 24 is at least partially electromagnetically permeable. Thereby, the reader 20 can electromagnetically read the position identifier via the first socket window 24.

位置識別子２６が外表面に設けられる場合、位置識別子２６を接着剤で外表面に付着させてもよい（光学コードおよび／または磁気コードを表面に接着するなど）。また、光学コードなどのパターンを表面にエッチングしてもよい。位置識別子２６を外表面に設ける場合、この表面をパターン状に磁化させるか、またはＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの１つ以上を表面に付着させてもよい。   If the location identifier 26 is provided on the outer surface, the location identifier 26 may be adhered to the outer surface with an adhesive (such as an optical code and / or a magnetic code adhered to the surface). Further, a pattern such as an optical code may be etched on the surface. If the location identifier 26 is provided on the outer surface, the surface may be magnetized in a pattern, or one or more of an RFID identifier, an inductive identifier, and a capacitive identifier may be attached to the surface.

実施例によっては、取付部１８およびソケット２２を備えるロボットシステムは、複数の形態をとる。実施例によっては、ロボットシステムは、取付部１８が複数の向きでソケット２２に取付自在であるように構成されている。例えば、この複数の向きが、取付部１８がソケット２２に挿入される軸心回りに回転されて、定められてもよい。一実施例において、第１の向きは、第２の向きに対して９０°回転して定められている。この実施例において、ロボットシステムは、ソケット２２によって第１または第２の向きのいずれかの向きでロボットアーム１０を取り付けることができるように構成されている。これにより、ロボットアーム１０をさらに柔軟に用いることが可能である。この実施例において、第１および第２の向きはそれぞれ、対応する位置識別子２６を有する。これら位置識別子は、ロボットアーム１０を第１の向きに取り付けたときに、リーダ２０が第１の向き用の位置識別子を読み取ることができるように、また、ロボットアーム１０を第２の向きに取り付けたときに、リーダ２０が第２の向き用の位置識別子を読み取ることができるように設けられている。これにより、ロボットアーム１０の位置および向きを判定することができる。   Depending on the embodiment, the robot system including the mounting portion 18 and the socket 22 may take a plurality of forms. In some embodiments, the robot system is configured such that the attachment portion 18 is attachable to the socket 22 in a plurality of orientations. For example, the plurality of directions may be determined by rotating around the axis at which the attachment portion 18 is inserted into the socket 22. In one embodiment, the first orientation is defined as being rotated 90 ° relative to the second orientation. In this embodiment, the robot system is configured such that the robot arm 10 can be attached by the socket 22 in either the first or second orientation. Thereby, the robot arm 10 can be used more flexibly. In this example, each of the first and second orientations has a corresponding position identifier 26. These position identifiers are provided so that when the robot arm 10 is attached in the first orientation, the reader 20 can read the position identifier for the first orientation, and the robot arm 10 is attached in the second orientation. Is provided so that the reader 20 can read the position identifier for the second orientation. Thereby, the position and direction of the robot arm 10 can be determined.

実施例によっては、２つの位置識別子は、ソケット２２の内部（内表面など）に設けられることでそれぞれ第１および第２の向きに対応している。これらの位置識別子は、この実施例において、ソケット２２回りに互いに９０°離間して設けられている。これは、ソケット２２が可動でない場合に当てはまる。   In some embodiments, the two position identifiers are provided inside the socket 22 (such as the inner surface) and correspond to the first and second orientations, respectively. In this embodiment, these position identifiers are provided 90 ° apart from each other around the socket 22. This is true when the socket 22 is not movable.

実施例によっては、２つの位置識別子は、ソケット２２に隣接してまたはその近くに設けられることで、第１および第２の向きに対応している。この実施例において、ソケット２２は、第１ソケット窓と、ソケット２２の軸心回りに９０°回転させることで第１ソケット窓から離間した第２ソケット窓とを備える。一方の位置識別子は第１ソケット窓に隣接してまたはその近くに設けられており、他方の位置識別子は第２ソケット窓に隣接してまたはその近くに設けられている。これにより、ロボットアーム１０が第１の向きでソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第１ソケット窓を介して一方の位置識別子を読み取ることができる。ロボットアーム１０が第２の向きでソケット２２に取り付けられたとき、リーダ２０は、第２ソケット窓を介して他方の位置識別子を読み取ることができる。   In some embodiments, the two position identifiers are provided adjacent to or near the socket 22 to correspond to the first and second orientations. In this embodiment, the socket 22 includes a first socket window and a second socket window that is separated from the first socket window by being rotated by 90 ° around the axis of the socket 22. One position identifier is provided adjacent to or near the first socket window, and the other position identifier is provided adjacent to or near the second socket window. Thus, when the robot arm 10 is attached to the socket 22 in the first direction, the reader 20 can read one position identifier through the first socket window. When the robot arm 10 is attached to the socket 22 in the second orientation, the reader 20 can read the other position identifier through the second socket window.

より一般的に述べると、複数の向き（および、該当する場合には複数のソケット窓）と関連付けられた複数の位置識別子は、ソケットの軸心回りに互いに離間している。これらは、所望する形態によって、等しく離間している必要はない。   More generally, a plurality of position identifiers associated with a plurality of orientations (and a plurality of socket windows, if applicable) are spaced from one another about the axis of the socket. They need not be equally spaced depending on the desired configuration.

実施例によっては、リーダ２０は、取付部１８がソケット２２に挿入されたとき、このリーダが、位置識別子、つまり複数の位置識別子のうちの対応する位置識別子と、位置が揃うように取付部１８に設けられている。実施例によっては、位置識別子２６、つまり複数の位置識別子のうちの少なくとも１つは、取付部１８がソケット２２に取り付けられたときのみ、リーダ２０によって読み取ることができるように構成されている。実施例によっては、位置識別子２６、つまり複数の位置識別子のうちの少なくとも１つの位置識別子は、各位置識別子２６に対して所定の近さ以内にあるリーダ２０によってのみ読み取ることができるように構成されている。したがって、位置識別子２６が磁気的に読み取られるように構成されている場合、リーダが位置識別子を読み取ることができるように、リーダ２０を位置識別子２６に十分に近付ける必要がある。これにより、ソケット２２に取り付けられていないとき、リーダ２０が位置識別子２６を不用意に読み取ってしまう可能性が抑制される。   In some embodiments, the reader 20 has a mounting portion 18 such that when the mounting portion 18 is inserted into the socket 22, the reader is aligned with the position identifier, ie, the corresponding position identifier of the plurality of position identifiers. Is provided. In some embodiments, the position identifier 26, that is, at least one of the plurality of position identifiers, is configured to be read by the reader 20 only when the mounting portion 18 is attached to the socket 22. In some embodiments, the location identifier 26, ie, at least one of the plurality of location identifiers, is configured to be readable only by the reader 20 within a predetermined proximity to each location identifier 26. ing. Therefore, if the position identifier 26 is configured to be read magnetically, the reader 20 needs to be sufficiently close to the position identifier 26 so that the reader can read the position identifier. This suppresses the possibility that the reader 20 will inadvertently read the position identifier 26 when it is not attached to the socket 22.

実施例によっては、位置識別子２６が光学的に読み取られるように構成されている場合、位置識別子は、ソケット２２に取り付けられていないリーダ２０によって容易に読み取ることができない位置に設けられる。実施例によっては、位置識別子２６は、リーダ２０がソケット２２に取り付けられない限り、リーダ２０から位置識別子に直線見通し線が存在しないように設けられる。これにより、ソケット２２に取り付けられていないとき、リーダ２０が位置識別子２６を不用意に読み取ってしまう可能性が抑制される。   In some embodiments, when the position identifier 26 is configured to be optically read, the position identifier is provided at a position that cannot be easily read by the reader 20 that is not attached to the socket 22. In some embodiments, the position identifier 26 is provided such that there is no straight line of sight from the reader 20 to the position identifier unless the reader 20 is attached to the socket 22. This suppresses the possibility that the reader 20 will inadvertently read the position identifier 26 when it is not attached to the socket 22.

実施例によっては、ソケット２２は第１位置と第２位置との間で可動である。また、３つ以上の位置とすることも可能である。これらの実施例において、ソケット２２は少なくとも１つのソケット窓２４を備え、各位置に、それに対応する位置識別子２６を有する。実施例によっては、位置識別子２６は、ソケット２２に取り付けられたロボットアーム１０のリーダ２０によってソケット窓２４を介して読み取ることができるように、各位置に隣接しているかまたはその近くに設けられている。   In some embodiments, the socket 22 is movable between a first position and a second position. It is also possible to have three or more positions. In these embodiments, the socket 22 includes at least one socket window 24 and each location has a corresponding location identifier 26. In some embodiments, the position identifier 26 is provided adjacent to or near each position so that it can be read through the socket window 24 by the reader 20 of the robot arm 10 attached to the socket 22. Yes.

実施例によっては、ソケット２２は、取付装置に沿ってまたはその上で第１および第２位置の間で可動である。取付装置は、第１および第２位置のそれぞれの位置においてソケット２２を支持するように構成され、これにより、ロボットアーム１０がこれらの各位置においてソケット２２によって保持される。これらの位置は取付装置に沿って不連続に設けられている。各位置は別個の取付位置と見なすことができる。各位置は、対応する位置識別子を有する。実施例によっては、各位置識別子は取付装置に設けられており、ソケット２２によって取り付けられたロボットアーム１０のリーダ２０によって、それぞれの位置で読み取ることができる。実施例によっては、位置識別子は、各取付位置に隣接するかまたはその近くにある、取付装置の外表面に設けられている。   In some embodiments, the socket 22 is movable between first and second positions along or on the attachment device. The attachment device is configured to support the socket 22 at each of the first and second positions, whereby the robot arm 10 is held by the socket 22 at each of these positions. These positions are provided discontinuously along the mounting device. Each position can be considered a separate mounting position. Each location has a corresponding location identifier. In some embodiments, each position identifier is provided on the attachment device and can be read at each position by the reader 20 of the robot arm 10 attached by a socket 22. In some embodiments, the location identifier is provided on the outer surface of the attachment device adjacent to or near each attachment location.

取付装置の一例は、図４に模式的に示されているように、狭間付きレール３０である。４つの凸部（突出部）３２が示されているが、凸部をこれよりも多くまたは少なくすることも可能である。図示された実施例において、ソケット２２は、狭間付きレールに沿った凸部３２および凹部の両方に配置可能に構成されている。他の実施例において、ソケット２２および／または狭間付きレール３０は、ソケット２２が、凸部３２と凹部のいずれか、あるいは凸部３２および凹部の少なくともいくつかに配置可能であるように構成されていてもよい。   An example of the mounting device is a narrow rail 30 as schematically shown in FIG. Although four protrusions (projections) 32 are shown, it is possible to have more or less protrusions. In the illustrated embodiment, the socket 22 is configured to be disposed in both the convex portion 32 and the concave portion along the narrow rail. In other embodiments, the socket 22 and / or the narrow rail 30 are configured such that the socket 22 can be disposed in either the convex portion 32 or the concave portion, or in at least some of the convex portion 32 and the concave portion. May be.

狭間付きレール３０に沿った、ソケット２２の配置可能な各位置に、位置識別子が設けられている。図４を参照すると、ソケット２２が各凸部３２に配置されたとき、複数の位置識別子３４がソケット２２と位置が揃い、ソケット２２が各凹部に配置されたとき、複数の位置識別子３６がソケット２２と位置が揃う。   A position identifier is provided at each position where the socket 22 can be arranged along the narrow rail 30. Referring to FIG. 4, when the socket 22 is arranged in each convex portion 32, the plurality of position identifiers 34 are aligned with the socket 22, and when the socket 22 is arranged in each concave portion, the plurality of position identifiers 36 are sockets. 22 and the position are aligned.

狭間付きレール３０を設けることにより、ロボットアーム１０を、ソケット２２と共に狭間付きレール３０に沿って適宜の位置に移動させることができる。手術者は、例えば、（外科手術用ロボットシステムの場合）手術部位に最も適切に到達する位置に、アーム１０を移動させることが可能である。配置が完了すると、ロボットアーム１０のリーダ２０はその位置で位置識別子２６を読み取る。これにより、手術者による更なる動作を必要とすることなく、またはアーム１０に何らかの較正動作を行わせることも必要とすることなく、ロボットアーム１０の位置を自動的に判定することができる。   By providing the narrow rail 30, the robot arm 10 can be moved to an appropriate position along the narrow rail 30 together with the socket 22. For example, the operator can move the arm 10 to a position where the surgical site is most appropriately reached (in the case of a surgical robot system). When the placement is completed, the reader 20 of the robot arm 10 reads the position identifier 26 at that position. Thereby, the position of the robot arm 10 can be automatically determined without requiring further operation by the surgeon or requiring the arm 10 to perform any calibration operation.

狭間付きレール３０は直線状のレールである必要はない。レール３０に沿った利用可能な位置および／または向きが判明されている限り、所望の形状を取ることが可能である。狭間付きレール３０は、ベッドに沿って設けることができる。代わりに、狭間付きレール３０は、ベッドの一部として、例えばベッドサイドレールとして設けることができる。さらなる代替案として、狭間付きレール３０は手術室の他の部分（例えば、天井または壁）に取り付けることができる。天井または壁に取り付けられた場合、ロボットアームは狭間付きレール３０から手術部位に向かって垂下してもよい。換言すれば、ロボットアームは狭間付きレール３０から手術部位に向かって概ね下方に延びてもよい。狭間付きレールをいかなる形状および配置の組合せとしてもよい。   The narrow rail 30 need not be a straight rail. As long as the available positions and / or orientations along the rail 30 are known, it is possible to take a desired shape. The narrow rail 30 can be provided along the bed. Alternatively, the narrow rail 30 can be provided as part of the bed, for example as a bedside rail. As a further alternative, the narrow rail 30 can be attached to other parts of the operating room (eg, ceiling or wall). When attached to the ceiling or wall, the robot arm may hang down from the narrow rail 30 toward the surgical site. In other words, the robot arm may extend generally downward from the narrow rail 30 toward the surgical site. The narrow rails may be any shape and arrangement combination.

この手法により、ロボットアーム１０の配置可能性の自由度を高め、かつロボットアーム１０が使用可能になるまでに要する時間を縮めることが可能である。   By this method, it is possible to increase the degree of freedom of the arrangement possibility of the robot arm 10 and reduce the time required until the robot arm 10 can be used.

実施例によっては、位置識別子２６がソケット２２内またはソケット２２に隣接してもしくはその近くに設けられる場合、照明状態が悪いこともあり、こうした状況では光学的に位置識別子２６を正確に読み取ることが難しい。実施例によっては、ロボットアーム１０は、リーダ２０によってより容易かつ／または正確に位置識別子を読み取ることができるように、位置識別子２６を照明するための光源（照明）１９を備えていてもよい。実施例によっては、取付部１８は光源１９を備える。この配置により、光源１９をリーダ２０に隣接してまたはその近くに設けることができる。したがって、比較的に低電力の光源で、リーダ２０が位置識別子２６を読み取るための許容可能な証明レベルを得てもよい。これにより、省電力とし、かつ／または高電力の光源を用いた場合に生じ得る、妨害となり得る光を低減することができる。   In some embodiments, if the location identifier 26 is provided in or adjacent to or near the socket 22, the lighting conditions may be poor, and in such circumstances, the location identifier 26 can be read accurately optically. difficult. In some embodiments, the robot arm 10 may include a light source (illumination) 19 for illuminating the position identifier 26 so that the reader 20 can more easily and / or accurately read the position identifier. In some embodiments, the attachment 18 includes a light source 19. With this arrangement, the light source 19 can be provided adjacent to or near the reader 20. Thus, an acceptable certification level for the reader 20 to read the position identifier 26 may be obtained with a relatively low power light source. As a result, it is possible to save light and / or to reduce light that can be disturbed when a high-power light source is used.

リーダ２０および位置識別子２６の周囲光レベルが変わることもある。実施例によっては、ロボットアーム１０は光レベルを検知するための光センサ２１を備える。実施例によっては、取付部１８は光センサ２１を備える。有利な実施形態では、光センサ２１は、位置識別子における光レベルを検知することができるように、位置識別子２６の近傍に設けられる。実施例によっては、光源１９は、光センサ２１によって検知された光レベルが所定の閾値よりも低い場合にオンになるように構成されている。   The ambient light levels of the reader 20 and the position identifier 26 may change. In some embodiments, the robot arm 10 includes an optical sensor 21 for detecting the light level. In some embodiments, the attachment 18 includes an optical sensor 21. In an advantageous embodiment, the light sensor 21 is provided in the vicinity of the position identifier 26 so that the light level in the position identifier can be detected. In some embodiments, the light source 19 is configured to turn on when the light level detected by the optical sensor 21 is lower than a predetermined threshold.

実施例によっては、リーダ２０および光センサ２１のうちの少なくとも一方から受信した信号を処理するために、プロセッサ（図示せず）が設けられている。実施例によっては、このプロセッサは、光センサ２１から受信した信号に応じて光源１９をオンにするかどうかを判定する。実施例によっては、プロセッサは、リーダ２０から受信した信号に応じてロボットアーム１０の位置を判定する。実施例によっては、ロボットシステムがプロセッサを備える。実施例によっては、ロボットアーム１０がプロセッサを備える。実施例によっては、プロセッサはロボットアーム１０から離れた場所（遠隔）にある。   In some embodiments, a processor (not shown) is provided to process signals received from at least one of the reader 20 and the optical sensor 21. In some embodiments, the processor determines whether to turn on the light source 19 in response to a signal received from the light sensor 21. In some embodiments, the processor determines the position of the robot arm 10 in response to a signal received from the reader 20. In some embodiments, the robot system includes a processor. In some embodiments, the robot arm 10 includes a processor. In some embodiments, the processor is remote (remote) from the robot arm 10.

実施例によっては、ソケット２２および取付部１８は、ソケット２２および取付部１８を電気的に接続するための補完し合う取付部品を備える。この取付部品（図示せず）により、ソケット２２（ひいては外科手術用ロボットシステム）とロボットアーム１０との間で電力および／または信号を伝達することができる。   In some embodiments, the socket 22 and the mounting portion 18 include complementary mounting components for electrically connecting the socket 22 and the mounting portion 18. This mounting component (not shown) allows power and / or signals to be transmitted between the socket 22 (and thus the surgical robot system) and the robot arm 10.

実施例によっては、ロボットアーム１０の取付部１８は、取付部１８がソケット２２に取り付けられたことを検知する取付センサを備える。実施例によっては、リーダ２０は、取付部１８がソケット２２に取り付けられたことを取付センサが検知したことに応答して、位置識別子２６を読み取るように構成されている。これにより、リーダは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたと判定されたとき、位置識別子を読み取る。   In some embodiments, the attachment portion 18 of the robot arm 10 includes an attachment sensor that detects that the attachment portion 18 is attached to the socket 22. In some embodiments, the reader 20 is configured to read the position identifier 26 in response to the attachment sensor detecting that the attachment 18 has been attached to the socket 22. Thereby, the reader reads the position identifier when it is determined that the robot arm 10 is attached to the socket 22.

他の実施例において、ソケット２２は、光源１９、光センサ２１および取付センサのうちの少なくとも１つを備える。   In another embodiment, the socket 22 includes at least one of a light source 19, a light sensor 21, and a mounting sensor.

実施例によっては、ロボットアーム１０および外科手術用ロボットシステムは、制御信号ならびに／またはリーダ２０および光センサ２１からの信号などの信号を伝達する無線送受信機（または別個の無線送信機および無線受信機）を備える。また、無線送受信機（または別個の無線送信機および無線受信機）は、取付センサからの信号を伝達するために用いることもできる。付加的にまたは代替的に、有線送受信機（または送信機および受信機）を信号伝達のために用いることが可能である。   In some embodiments, the robot arm 10 and the surgical robotic system may include a wireless transceiver (or separate wireless transmitter and receiver) that communicates control signals and / or signals such as signals from the reader 20 and the optical sensor 21. ). A radio transceiver (or separate radio transmitter and radio receiver) can also be used to communicate signals from the mounting sensor. Additionally or alternatively, wired transceivers (or transmitters and receivers) can be used for signal transmission.

図５を参照しながら、ロボットアーム１０の位置を判定する方法を説明する。まず、ロボットアーム１０をソケット２２に取り付ける（工程Ｓ０１）。そして、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。上記のとおり、これは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたということを取付センサが検知したことに応答したものとすることが可能である。工程Ｓ０３において、信号がリーダ２０からプロセッサに送信される。位置識別子２６がリーダ２０によって読み取られたということを示す、リーダ２０からの信号を受信したことに応答して、プロセッサは、ロボットアーム１０の位置を判定する（工程Ｓ０４）。   A method of determining the position of the robot arm 10 will be described with reference to FIG. First, the robot arm 10 is attached to the socket 22 (step S01). Then, the reader 20 reads the position identifier 26 (step S02). As described above, this can be in response to the attachment sensor detecting that the robot arm 10 has been attached to the socket 22. In step S03, a signal is transmitted from the reader 20 to the processor. In response to receiving a signal from the reader 20 indicating that the position identifier 26 has been read by the reader 20, the processor determines the position of the robot arm 10 (step S04).

位置識別子２６が（光学式および／または磁気式のいずれかの）コードである場合、コードをデコードすることで（例えば、既知の位置のリストについてのルックアップテーブルを用いることで）位置を判定することができる。上記のとおり、位置識別子２６は、ＲＦＩＤ識別子、誘導性識別子および容量性識別子のうちの少なくとも１つであってもよい。したがって、付加的にまたは代替的に、コードは、ＲＦＩＤコード、誘導性コードおよび容量性コードのうちの少なくとも１つであってもよい。   If the position identifier 26 is a code (either optical and / or magnetic), the position is determined by decoding the code (eg, using a look-up table for a list of known positions). be able to. As described above, the location identifier 26 may be at least one of an RFID identifier, an inductive identifier, and a capacitive identifier. Thus, additionally or alternatively, the code may be at least one of an RFID code, an inductive code and a capacitive code.

実施例によっては、コードは、関連する位置および／または向きの情報が記憶されたルックアップテーブル内の位置を特定することができる。他の実施例によっては、コードは、位置および／または向きの情報を含むことができる。位置識別子２６の向き（例えば、コードの向き）は、ソケット２２の向きを示すことができる。実施例によっては、本方法は、判定された位置を中央制御装置に送信すること（工程Ｓ０５）を含み、これにより、判定された位置に応じてロボットアーム１０を制御することができる。   In some embodiments, the code can identify a location in a look-up table in which relevant location and / or orientation information is stored. In some other examples, the code can include position and / or orientation information. The direction of the position identifier 26 (for example, the direction of the code) can indicate the direction of the socket 22. In some embodiments, the method includes transmitting the determined position to the central controller (step S05), whereby the robot arm 10 can be controlled according to the determined position.

次に図６を参照すると、一実施例において、本方法は以下の工程を含む。工程Ｓ０１において、ロボットアーム１０をソケット２２に取り付ける。そして、工程Ｓ１１において、光センサ２１が、光レベルが所定の閾値よりも高いかどうかを検知する。これは、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられたということを取付センサが検知したことに応答したものとすることが可能である。光レベルが所定の閾値よりも低い場合、工程Ｓ１２において、光源１９がオンにされ、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。光レベルが所定の閾値以上である場合、本方法は工程Ｓ０２に直接進む。つまり、リーダ２０が位置識別子２６を読み取る。   Referring now to FIG. 6, in one embodiment, the method includes the following steps. In step S01, the robot arm 10 is attached to the socket 22. In step S11, the optical sensor 21 detects whether the light level is higher than a predetermined threshold. This can be in response to the attachment sensor detecting that the robot arm 10 has been attached to the socket 22. If the light level is lower than the predetermined threshold, the light source 19 is turned on in step S12, and the reader 20 reads the position identifier 26 (step S02). If the light level is above a predetermined threshold, the method proceeds directly to step S02. That is, the reader 20 reads the position identifier 26.

工程Ｓ１３において、リーダ２０が位置識別子２６を読み取ったかどうかについての判定がなされる。一実施例において、リーダ２０からプロセッサに信号が出力されることに応じて、位置識別子が読み取られたという判定がなされる。位置識別子２６が読み取られたと判定されると、光源がオフにされる（工程Ｓ１４；光源がオンにされない場合、この工程は省略される）。そして、前述と同じように、ロボットアーム１０の位置が判定される（工程Ｓ０４）。   In step S13, a determination is made as to whether the reader 20 has read the position identifier 26. In one embodiment, a determination is made that the position identifier has been read in response to a signal output from the reader 20 to the processor. If it is determined that the position identifier 26 has been read, the light source is turned off (step S14; if the light source is not turned on, this step is omitted). Then, as described above, the position of the robot arm 10 is determined (step S04).

さらに、ロボットアームは、ロボットアームがソケット２２に取り付けられたという判定に応答して、光源１９をオンに切り替えるように構成することができる。これは、光センサ２１によって検知された光レベルとは無関係としてもよい。光源１９は、取付センサからの信号に応答してオンに切り替えることができる。光源１９は、プロセッサからの指示に応答してオンに切り替えることができる。例えば、プロセッサは、ロボットアームがソケット２２に取り付けられたことを取付センサからの信号を受信することなどによって判定し、その判定に応答して光源１９をオンにする指示を送信するように構成してもよい。   Further, the robot arm can be configured to switch on the light source 19 in response to a determination that the robot arm is attached to the socket 22. This may be independent of the light level detected by the optical sensor 21. The light source 19 can be switched on in response to a signal from the mounting sensor. The light source 19 can be switched on in response to an instruction from the processor. For example, the processor is configured to determine that the robot arm is attached to the socket 22 by receiving a signal from an attachment sensor, and to transmit an instruction to turn on the light source 19 in response to the determination. May be.

ロボットアームは、(i)コードなどの識別子がリーダ２０によって無事に読み取られたこと、(ii)所定時間が過ぎたこと（例えば、取付部をソケットに取り付けてから所定時間、もしくは光源をオンに切り替えてから所定時間）、および／または(iii)光源をオフに切り替える指示（例えば、プロセッサからの指示）を受信したことを判定したことに応答して、光源１９をオフに切り替えるように構成することができる。   The robot arm (i) that an identifier such as a code has been successfully read by the reader 20, (ii) a predetermined time has passed (for example, a predetermined time after the mounting portion is attached to the socket, or the light source is turned on) The light source 19 is configured to be switched off in response to determining that a predetermined time from the switching) and / or (iii) an instruction to switch off the light source (for example, an instruction from the processor) is received. be able to.

図７を参照すると、工程Ｓ０１において、ロボットアーム１０がソケット２２に取り付けられる。工程Ｓ１２において、ロボットアームがソケットに取り付けられたという判定に応答して、光源がオンに切り替えられる。この判定は、上記のように行うことが可能である。リーダ２０が位置識別子２６を読み取る（工程Ｓ０２）。工程Ｓ１５において、プロセッサは、所定時間が過ぎたかどうかを判定する。この所定時間は、プロセッサ内のクロック、またはプロセッサから離間して接続されたクロックによって測定することができる。クロックは、取付部がソケットに取り付けられたとき、または光源がオンに切り替えられたときに動作を開始するように設計されている。代わりに、予め流れているクロック信号を開始時間として使用することができる。プロセッサは、クロックが所定時間に到達したとき、または現在のクロック信号と開始時間との間の差異が所定時間以上であるとき、所定時間が過ぎたと判定するように設計されている。   Referring to FIG. 7, the robot arm 10 is attached to the socket 22 in step S01. In step S12, the light source is switched on in response to the determination that the robot arm is attached to the socket. This determination can be made as described above. The reader 20 reads the position identifier 26 (step S02). In step S15, the processor determines whether or not a predetermined time has passed. This predetermined time can be measured by a clock in the processor or a clock connected away from the processor. The clock is designed to start operation when the mounting is attached to the socket or when the light source is switched on. Alternatively, a pre-flowing clock signal can be used as the start time. The processor is designed to determine that the predetermined time has passed when the clock reaches a predetermined time or when the difference between the current clock signal and the start time is greater than or equal to the predetermined time.

実装によっては、所定時間は、例えばユーザによって、調節可能である。例えば、所定時間は約５秒である。他の実施例において、所定時間は約２秒である。代わりに、所定時間は約１秒である。所定時間は、リーダ２０が位置識別子２６を読み取るのにかかる測定時間または平均測定時間と同じか、僅かに大きくなる（例えば、１．５倍または２倍）ように選択することができる。   Depending on the implementation, the predetermined time can be adjusted, for example, by the user. For example, the predetermined time is about 5 seconds. In another embodiment, the predetermined time is about 2 seconds. Instead, the predetermined time is about 1 second. The predetermined time can be selected to be the same as or slightly larger than the measurement time or average measurement time taken for the reader 20 to read the position identifier 26 (eg, 1.5 times or 2 times).

所定時間が過ぎたことが例えばプロセッサによって判定されると（工程Ｓ１５）、工程Ｓ１４において光源はオフに切り替えられる。図示では工程Ｓ０４はこの後に行われると示されているが、ロボットアームの位置の判定は、リーダ２０によって位置識別子２６が読み取られた（工程Ｓ０２）後、いかなる時点で行うこともできると理解されたい。これは、当該実装、ならびに先の図６および以下の図８を参照しながら説明した実装に当てはまる。   For example, if the processor determines that the predetermined time has passed (step S15), the light source is switched off in step S14. In the figure, it is shown that step S04 is performed after this, but it is understood that the determination of the position of the robot arm can be performed at any time after the position identifier 26 is read by the reader 20 (step S02). I want. This is true for the implementation and the implementation described above with reference to FIG. 6 and FIG. 8 below.

図８を参照しながら説明する他の実装において、光源１９は、指示に応答してオフに切り替えることができる。方法における初期工程は、図６で説明したプロセス（すなわち、工程Ｓ０１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ０２および／もしくはＳ１３）および／もしくは図７で説明したプロセス（すなわち、工程Ｓ０１，Ｓ１２，Ｓ０２および／もしくはＳ１５）に含まれる工程の一部もしくは全て、または、これらの工程の一部もしくは全ての何らかの組合せとすることができる。   In another implementation described with reference to FIG. 8, the light source 19 can be switched off in response to an instruction. The initial steps in the method are the process described in FIG. 6 (ie, steps S01, S11, S12, S02 and / or S13) and / or the process described in FIG. 7 (ie, steps S01, S12, S02 and / or S15). ) Or some combination of all or some of these steps.

光源がオンになったとき、それが指示に応答して、検知された光レベルに応答して、および／またはロボットアームがソケットに取り付けられたことを検知したことに応答してオンになったのかに関わらず、光源１９は、指示に応じてオフにすることができる（工程Ｓ１６）。この指示はプロセッサから受信することができる。この指示は、プロセッサによって自動的に、またはユーザによる相互作用に応答して、発行することができる。   When the light source was turned on, it was turned on in response to an indication, in response to a detected light level, and / or in response to detecting that a robot arm was attached to a socket Regardless of whether or not, the light source 19 can be turned off in response to the instruction (step S16). This indication can be received from the processor. This indication can be issued automatically by the processor or in response to user interaction.

工程Ｓ１６のあと、工程Ｓ１４において光源はオフに切り替えられ、工程Ｓ０４においてロボットアームの位置が判定される。上記のとおり、実装によっては、工程Ｓ０４はこれよりも前に行うことができる。このプロセスは、光源がオフになるのを待って位置判定を行う必要はない。リーダ２０によって位置識別子２６が読み取られるとすぐに工程Ｓ０４に進むことにより、ロボットアームの位置が判定されるまでにかかる時間を抑えることができる。   After step S16, the light source is switched off in step S14, and the position of the robot arm is determined in step S04. As described above, depending on mounting, step S04 can be performed before this. This process does not require a position determination to wait for the light source to turn off. As soon as the position identifier 26 is read by the reader 20, the process proceeds to step S <b> 04, thereby reducing the time taken until the position of the robot arm is determined.

図６から図８に言及した上記の説明では、光源をオン・オフに切り替えることを述べた。これは、位置識別子が光学的に読み取られる場合に有用である。光源は設けられなくてもよい。位置識別子が光学的に読み取られない実施例において、光源を省略可能である。光源の代わりに、または付加的に、位置識別子の読取りを可能にする異なるエネルギ源を設けることが可能である。例えば、位置識別子がＲＦＩＤ識別子である場合、エネルギ源をＲＦエネルギ源として、パッシブＲＦＩＤ識別子を励磁することができる。上記した他の型の位置識別子に合わせて他のエネルギ源を選択することも可能である。エネルギ源は、好適には、電磁エネルギ源である。   In the above description referring to FIGS. 6 to 8, switching the light source on and off has been described. This is useful when the position identifier is read optically. The light source may not be provided. In embodiments where the position identifier is not optically read, the light source can be omitted. Instead of or in addition to the light source, it is possible to provide a different energy source that allows the position identifier to be read. For example, if the location identifier is an RFID identifier, the passive RFID identifier can be excited with the energy source as the RF energy source. Other energy sources can be selected for other types of position identifiers as described above. The energy source is preferably an electromagnetic energy source.

実施例によっては、これらの方法工程を組み合せることが可能である。   Depending on the embodiment, these method steps may be combined.

上記において、本発明のロボットアームを外科手術用ロボットアームに用いた場合について説明したが、ここでの原理は、これよりも広い用途に利用可能である。この原理は、産業用のロボット、またはロボットアームが用いられる他の型のロボットシステム（例えば、設定可能なロボットマニピュレータ）に適用してもよい。   In the above description, the case where the robot arm of the present invention is used for a surgical robot arm has been described. However, the principle here can be used for a wider range of applications. This principle may be applied to industrial robots, or other types of robot systems in which robot arms are used (eg, configurable robot manipulators).

出願人は、本願明細書において、これまでに説明した各構成およびそれら構成の２つ以上の組合せを、それら構成またはその組合せが当業者の一般的な知識に照らして本明細書の全体に基づいて実施可能な範囲で個別に開示している。それら構成または構成の組合せは、本願に開示された課題を解決するかということに関わらず、また本願の請求の範囲を限定するものではない。出願人は、本発明の態様がそうした個々の構成または構成の組合せを含んでいてもよいということを表明する。これまでの説明を考慮すると、本発明の範囲内で種々の変更を行ってもよいことは当業者にとって明白であろう。   Applicant herein sets forth each of the configurations and combinations of two or more of those configurations described herein before, based on the entirety of this specification in the light of the general knowledge of those skilled in the art. Are individually disclosed as far as practicable. These configurations or combinations of configurations are not intended to limit the scope of the claims of this application, regardless of whether they solve the problems disclosed in this application. Applicants express that aspects of the invention may include such individual configurations or combinations of configurations. In view of the foregoing description it will be evident to a person skilled in the art that various modifications may be made within the scope of the invention.

Claims (32)

外科手術用ロボットアームであって、
当該ロボットアームを支持するようにソケットに取り付けられる取付部を備え、
前記取付部が、当該ロボットアームの位置を判定するように位置識別子を読み取るリーダを有する、ロボットアーム。 A surgical robot arm,
An attachment portion that is attached to a socket so as to support the robot arm is provided.
A robot arm, wherein the attachment unit includes a reader that reads a position identifier so as to determine a position of the robot arm. 請求項１に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダは、前記リーダから受信した信号を処理するプロセッサと通信するものであり、前記リーダは、前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記プロセッサに信号を送信するものである、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to claim 1, wherein the reader communicates with a processor that processes a signal received from the reader, and the reader is responsive to reading the position identifier by the reader, A robot arm that transmits a signal to the processor. 請求項２に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが前記プロセッサを備え、前記プロセッサは、前記リーダから信号を受信し、前記リーダから受信した前記信号に基づいて当該ロボットアームの前記位置を判定するものである、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to claim 2, wherein the robot arm includes the processor, the processor receiving a signal from the reader, and the position of the robot arm based on the signal received from the reader. A robot arm that determines 請求項３に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記プロセッサは、前記位置の前記判定の結果を、当該ロボットアームを制御する中央制御装置に送信するものである、ロボットアーム。   4. The surgical robot arm according to claim 3, wherein the processor transmits the result of the determination of the position to a central control device that controls the robot arm. 請求項１から４のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダは、前記取付部の部分であって、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたときに前記ソケット内に配置される部分に設けられている、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to any one of claims 1 to 4, wherein the leader is a part of the attachment portion, and is disposed in the socket when the attachment portion is attached to the socket. The robot arm that is provided in the part to be used. 請求項１から５のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダが、電磁的に前記位置識別子を読み取るものである、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to any one of claims 1 to 5, wherein the reader reads the position identifier electromagnetically. 請求項１から６のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、前記リーダが、２次元コードリーダである、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to any one of claims 1 to 6, wherein the reader is a two-dimensional code reader. 請求項１から７のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが、前記位置識別子を照明する光源を備える、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to any one of claims 1 to 7, wherein the robot arm includes a light source that illuminates the position identifier. 請求項１から８のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットアームにおいて、当該ロボットアームが、光レベルを検知する光センサを備える、ロボットアーム。   The surgical robot arm according to any one of claims 1 to 8, wherein the robot arm includes an optical sensor that detects a light level. 外科手術用ロボットシステムであって、
請求項１から９のいずれか一項に記載の前記ロボットアームと、
当該ロボットアームの前記取付部の少なくとも一部を収容するものであるソケットとを備える、ロボットシステム。 A surgical robot system,
The robot arm according to any one of claims 1 to 9,
A robot system comprising: a socket that accommodates at least a part of the attachment portion of the robot arm. 請求項１０に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが前記位置識別子を備える、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 10, wherein the socket comprises the position identifier. 請求項１０または１１に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが、前記ロボットアームの前記取付部を複数の向きで収容するものである、ロボットシステム。   The robot system for a surgical operation according to claim 10 or 11, wherein the socket accommodates the attachment portion of the robot arm in a plurality of directions. 請求項１２に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数の向きが、前記取付部の前記ソケットへの挿入の軸心を中心として回転配置されている、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 12, wherein the plurality of directions are rotationally arranged around an axis of insertion of the attachment portion into the socket. 請求項１２または１３に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが複数の位置識別子を備え、各位置識別子は前記複数の向きの１つに対応する、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 12 or 13, wherein the socket comprises a plurality of position identifiers, each position identifier corresponding to one of the plurality of orientations. 請求項１４に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記複数の位置識別子のそれぞれが、前記取付部が前記ソケットに前記複数の向きそれぞれで取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている、ロボットシステム。   15. The surgical robot system according to claim 14, wherein each of the plurality of position identifiers is aligned with the reader when the attachment portion is attached to the socket in each of the plurality of orientations. Configured as a robot system. 請求項１０から１５のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは第１位置と第２位置との間で可動であり、単一のソケットが、前記ロボットアームを前記第１位置および第２位置で取り付けるのに用いられる、ロボットシステム。   16. The surgical robot system according to any one of claims 10 to 15, wherein the socket is movable between a first position and a second position, and a single socket connects the robot arm to the first position. A robotic system used for mounting in a first position and a second position. 請求項１６に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記ロボットアームが前記ソケットに取り付けられた状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で可動である、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 16, wherein the socket is movable between the first position and the second position in a state where the robot arm is attached to the socket. 請求項１６または１７に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが第１ソケット窓を備え、前記第１ソケット窓を介することで、前記第１位置における第１の位置識別子および前記第２位置おける第２の位置識別子のうちの一方が前記リーダによって読み取られる、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 16 or 17, wherein the socket includes a first socket window, and the first position identifier and the second position in the first position are provided via the first socket window. A robot system in which one of the second position identifiers is read by the reader. 請求項１８に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓は、前記取付部が前記ソケットに取り付けられたとき、前記リーダと位置が揃うように構成されている、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 18, wherein the first socket window is configured to align with the leader when the attachment portion is attached to the socket. 請求項１５から１９のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットが複数のソケット窓を備え、これら複数のソケット窓を介することで、前記複数の位置識別子が前記リーダによって読み取られる、ロボットシステム。   The surgical robot system according to any one of claims 15 to 19, wherein the socket includes a plurality of socket windows, and the plurality of position identifiers are read by the reader through the plurality of socket windows. Robot system. 請求項１８から２０のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記第１ソケット窓と、前記複数のソケット窓の少なくとも１つとの、いずれか一方または両方が、光学透過性と電磁透過性の少なくとも一方を有することで、前記位置識別子が前記リーダによって光学的方法と電磁的方法の少なくとも一方で読み取られる、ロボットシステム。   The surgical robot system according to any one of claims 18 to 20, wherein one or both of the first socket window and at least one of the plurality of socket windows is optically transmissive and electromagnetic. A robot system having at least one of transparency so that the position identifier is read by the reader in at least one of an optical method and an electromagnetic method. 請求項１６から２１のいずれか一項に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは取付装置上または取付装置に沿って可動であり、前記取付装置は複数のインデックス付き取付位置を有する、ロボットシステム。   The surgical robot system according to any one of claims 16 to 21, wherein the socket is movable on or along a mounting device, the mounting device having a plurality of indexed mounting positions. system. 請求項２２に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記複数のインデックス付き取付位置には、それぞれ、位置識別子が設けられている、ロボットシステム。   The surgical robot system according to claim 22, wherein each of the plurality of indexed attachment positions is provided with a position identifier. 請求項２２または２３に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記取付装置が狭間付きレールである、ロボットシステム。   24. The surgical robot system according to claim 22 or 23, wherein the attachment device is a narrow rail. 請求項２４に記載の外科手術用ロボットシステムにおいて、前記ソケットは、前記狭間付きレールに沿った複数の位置であって、前記レールの複数の凸部と複数の凹部の少なくとも幾つかに隣接する位置に配置自在であり、前記狭間付きレールはこれら位置に隣接する位置識別子を有する、ロボットシステム。   25. The surgical robot system according to claim 24, wherein the socket is located at a plurality of positions along the narrowed rail and adjacent to at least some of the plurality of convex portions and the plurality of concave portions of the rail. The robot system, wherein the narrow rail has a position identifier adjacent to these positions. 外科手術用ロボットアームの位置を判定する方法であって、前記ロボットアームが取付部を備え、前記取付部はリーダを備える方法であって、
前記取付部の少なくとも一部を前記ソケットに取り付ける工程と、
前記リーダで位置識別子を読み取る工程と、
前記リーダによる前記位置識別子の読取りに応じて、前記ロボットアームの位置を判定する工程と、を備える方法。 A method of determining a position of a surgical robot arm, wherein the robot arm includes an attachment portion, and the attachment portion includes a reader,
Attaching at least a part of the attachment part to the socket;
Reading the position identifier with the reader;
Determining the position of the robot arm in response to the reading of the position identifier by the reader. 請求項２６に記載の方法において、さらに、
前記リーダからプロセッサに信号を送信する工程と、
前記プロセッサで前記ロボットアームの位置を判定する工程と、を備える方法。 27. The method of claim 26, further comprising:
Transmitting a signal from the reader to a processor;
Determining the position of the robot arm with the processor. 請求項２６または２７に記載の方法において、前記ロボットアームが光源を備え、当該方法が、さらに、
前記位置識別子を照明するように前記光源をオンにする工程と、
前記光源がオンになると、前記位置識別子を前記リーダで読み取る工程と、を備える方法。 28. A method according to claim 26 or 27, wherein the robot arm comprises a light source, the method further comprising:
Turning on the light source to illuminate the position identifier;
Reading the position identifier with the reader when the light source is turned on. 請求項２６から２８のいずれか一項に記載の方法において、前記ロボットアームが光センサを備え、当該方法が、さらに、
前記光センサで光レベルを検知する工程と、
前記光レベルが前記位置識別子を照明して前記リーダで読み取るために十分であるかどうかを判定する工程と、
十分でない場合、前記光源をオンにする工程とを備える、方法。 29. A method according to any one of claims 26 to 28, wherein the robot arm comprises an optical sensor, the method further comprising:
Detecting a light level with the light sensor;
Determining whether the light level is sufficient to illuminate the position identifier and read by the reader;
If not, turning on the light source. 外科手術用ロボットアームであって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、ロボットアーム。   A surgical robotic arm substantially as herein described and / or with reference to the drawings. 外科手術用ロボットシステムであって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、ロボットシステム。   A surgical robotic system substantially as herein described and / or with reference to the drawings. 外科手術用ロボットアームの位置を特定する方法であって、実質的にここに記載の、および／または図面を参照した、方法。   A method for locating a surgical robotic arm substantially as herein described and / or with reference to the drawings.
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